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技術 変速機および駆動ユニット

出願人 日本電産シンポ株式会社
発明者 坪根太平岡村暉久夫
出願日 2016年7月29日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2016-149141
公開日 2018年2月1日 (2年9ヶ月経過) 公開番号 2018-017352
状態 特許登録済
技術分野 電動機,発電機と機械的装置等との結合 摩擦伝動装置
主要キーワード 一つながり スピンドル主軸 中空円板状 法線力 略筒形状 中間リング 有底円筒 自転軸
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年2月1日)のものです。
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図面 (8)

課題

変速機において効率よく動力を伝達できる構成を提供する。

解決手段

変速機10は、太陽ローラ1、複数の第1の遊星転動体2a、複数の第2の遊星転動体2b、キャリア3a、インタナルリング4、ケーシング5および軸体3bを有する。複数の第1の遊星転動体2aは、軸方向において複数の第2の遊星転動体2bの一方側に設けられる。複数の遊星転動体2a,2bは、自転可能かつ、中心軸Cに対して公転可能にキャリア3aに保持されている。キャリア3aは、複数の遊星転動体2a,2bの公転とともに、中心軸Cを中心として回転する。モータ50によって太陽ローラ1が回転駆動されると、太陽ローラ1の回転は、複数の遊星転動体2a,2bおよびキャリア3aを介して、減速されて軸体3bに伝達される。

概要

背景

従来、電動機の回転軸の回転を増速または減速して出力する変速機が知られている。例えば、特許文献1には、軸状本体の回転を増速してスピンドル主軸に伝達することができるスピンドルが開示されている。

特許文献1のスピンドルでは、軸状本体の一端部は、略筒形状を有する。軸状本体の前記一端部には、軸状本体の径方向に貫通するように、3つの貫通孔が形成されている。前記3つの貫通孔は、軸状本体の周方向一定間隔で形成されている。

スピンドル主軸は、軸受によって回転可能に支持されている。スピンドル主軸の一端部は、軸状本体の前記一端部の内側に位置付けられている。前記3つの貫通孔にそれぞれ嵌るように、スピンドル主軸の一端部の周囲に、3つのスチールボールが設けられている。スピンドル主軸の径方向外側から3つのスチールボールに接触するように、一対のボール受け輪体が設けられている。

特許文献1のスピンドルでは、軸状本体が回転することによって、スチールボールは、自転しつつスピンドル主軸を中心として公転する。スチールボールの自転は、摩擦力によってスピンドル主軸に伝達される。これにより、軸状本体の回転が増速してスピンドル主軸に伝達される。

概要

変速機において効率よく動力を伝達できる構成を提供する。変速機10は、太陽ローラ1、複数の第1の遊星転動体2a、複数の第2の遊星転動体2b、キャリア3a、インタナルリング4、ケーシング5および軸体3bを有する。複数の第1の遊星転動体2aは、軸方向において複数の第2の遊星転動体2bの一方側に設けられる。複数の遊星転動体2a,2bは、自転可能かつ、中心軸Cに対して公転可能にキャリア3aに保持されている。キャリア3aは、複数の遊星転動体2a,2bの公転とともに、中心軸Cを中心として回転する。モータ50によって太陽ローラ1が回転駆動されると、太陽ローラ1の回転は、複数の遊星転動体2a,2bおよびキャリア3aを介して、減速されて軸体3bに伝達される。

目的

本発明の目的は、変速機において効率よく動力を伝達できる構成を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

中心軸を中心として回転する太陽ローラと、前記太陽ローラの周囲に配置された複数の遊星転動体と、前記複数の遊星転動体を、相互に離れた状態に維持しつつ、自転可能かつ前記中心軸に対して公転可能に支持するキャリアと、前記太陽ローラの径方向において、前記中心軸に対して、前記遊星転動体の中心よりも外側に位置するインタナルリングと、前記インタナルリングを保持するケーシングと、前記中心軸を中心として前記キャリアとともに回転する軸体と、を有し、前記複数の遊星転動体は、前記太陽ローラの軸方向における一方側に位置する複数の第1の遊星転動体と、前記軸方向において前記複数の第1の遊星転動体よりも他方側に位置する複数の第2の遊星転動体と、を有し、前記キャリアは、前記複数の遊星転動体の公転とともに前記中心軸を中心として回転し、前記インタナルリングは、前記軸方向において前記複数の第1の遊星転動体と前記複数の第2の遊星転動体との間に位置し、かつ前記複数の第1の遊星転動体および前記複数の第2の遊星転動体に接触する中間リングと、前記複数の第1の遊星転動体および前記複数の第2の遊星転動体と前記太陽ローラとを互いに押圧させ、かつ前記複数の第1の遊星転動体および前記複数の第2の遊星転動体と前記中間リングとを互いに押圧させる押圧部と、を有し、前記複数の第1の遊星転動体および前記複数の第2の遊星転動体は、一つながりのキャリアで支持される、変速機

請求項2

前記太陽ローラの外周面は、全周に亘って延びる第1凹部および第2凹部を有し、前記第1凹部および前記第2凹部は、前記軸方向において互いに離れており、前記中心軸を通りかつ前記軸方向に延びる前記太陽ローラの断面において、前記第1凹部および前記第2凹部はそれぞれ、前記中心軸に向かって凹み、前記複数の第1の遊星転動体はそれぞれ、前記第1凹部において前記太陽ローラに接触し、前記複数の第2の遊星転動体はそれぞれ、前記第2凹部において前記太陽ローラに接触する、請求項1に記載の変速機。

請求項3

前記複数の第1の遊星転動体はそれぞれ、前記中心軸に対して平行な第1自転軸を中心として自転し、かつ前記第1自転軸に垂直な断面において円形状を有し、前記複数の第2の遊星転動体はそれぞれ、前記中心軸に対して平行な第2自転軸を中心として自転し、かつ前記第2自転軸に垂直な断面において円形状を有し、前記複数の第1遊星転動体はそれぞれ、前記第1自転軸に垂直な断面の直径が最大となる部分において前記第1凹部に接触し、前記複数の第2遊星転動体はそれぞれ、前記第2自転軸に垂直な断面の直径が最大となる部分において前記第2凹部に接触する、請求項2に記載の変速機。

請求項4

前記複数の遊星転動体はそれぞれ、球体であり、前記複数の遊星転動体の直径は互いに等しく、前記太陽ローラの径方向において、前記中心軸から前記複数の遊星転動体それぞれの中心までの距離は互いに等しい、請求項2または3に記載の変速機。

請求項5

前記インタナルリングは、前記軸方向において、前記複数の第1の遊星転動体の一方側に位置する第1リング部と、前記軸方向において、前記複数の第2の遊星転動体の他方側に位置する第2リング部と、をさらに有し、前記中間リングは、前記軸方向において、前記複数の第1の遊星転動体の他方側に位置する第3リング部と、前記軸方向において、前記第3リングと前記複数の第2の遊星転動体との間に位置する第4リング部と、を有し、前記第1リング部は、該第1リング部の全周に亘って環状に延び、前記複数の第1の遊星転動体と接触し、かつ前記軸方向に他方側に傾く傾斜面を有し、前記第2リング部は、該第2リング部の全周に亘って環状に延び、前記複数の第2の遊星転動体と接触し、かつ前記軸方向に一方側に傾く傾斜面を有し、前記第3リング部は、該第3リング部の全周に亘って環状に延び、前記複数の第1の遊星転動体と接触し、かつ前記軸方向に一方側に傾く傾斜面を有し、前記第4リング部は、該第4リング部の全周に亘って環状に延び、前記複数の第2の遊星転動体と接触し、かつ前記軸方向に他方側に傾く傾斜面を有する、請求項1から4のいずれかに記載の変速機。

請求項6

前記ケーシングは、前記軸方向に延びる筒状部を有し、前記第1リング部、前記第2リング部、および前記中間リングは、前記軸方向への移動が可能で、かつ前記筒状部に対して前記筒状部の周方向への移動が規制された状態で前記筒状部の内周面に取り付けられている、請求項5に記載の変速機。

請求項7

前記押圧部は、前記軸方向における他方側から前記第2リング部に接触して、前記第2リング部を一方側に押圧する、請求項5または6に記載の変速機。

請求項8

前記軸方向において前記第2リング部よりも他方側に位置し、かつ前記押圧部の他方側への移動を規制する規制部材をさらに備え、前記ケーシングは、前記軸方向において前記第1リング部の一方側に位置し、かつ前記第1リング部の一方側への移動を規制する規制部を有する、請求項7に記載の変速機。

請求項9

請求項1から8のいずれかに記載の変速機と、前記太陽ローラおよび前記軸体のいずれか一方を回転駆動するモータと、を備える、駆動ユニット

技術分野

0001

本発明は、変速機および駆動ユニットに関する。

背景技術

0002

従来、電動機の回転軸の回転を増速または減速して出力する変速機が知られている。例えば、特許文献1には、軸状本体の回転を増速してスピンドル主軸に伝達することができるスピンドルが開示されている。

0003

特許文献1のスピンドルでは、軸状本体の一端部は、略筒形状を有する。軸状本体の前記一端部には、軸状本体の径方向に貫通するように、3つの貫通孔が形成されている。前記3つの貫通孔は、軸状本体の周方向一定間隔で形成されている。

0004

スピンドル主軸は、軸受によって回転可能に支持されている。スピンドル主軸の一端部は、軸状本体の前記一端部の内側に位置付けられている。前記3つの貫通孔にそれぞれ嵌るように、スピンドル主軸の一端部の周囲に、3つのスチールボールが設けられている。スピンドル主軸の径方向外側から3つのスチールボールに接触するように、一対のボール受け輪体が設けられている。

0005

特許文献1のスピンドルでは、軸状本体が回転することによって、スチールボールは、自転しつつスピンドル主軸を中心として公転する。スチールボールの自転は、摩擦力によってスピンドル主軸に伝達される。これにより、軸状本体の回転が増速してスピンドル主軸に伝達される。

先行技術

0006

実公昭51−29418号公報

発明が解決しようとする課題

0007

ところで、特許文献1のスピンドルでは、上述のように、軸受によってスピンドル主軸が支持されている。このため、軸受が回転抵抗となり、軸状本体からスピンドル主軸への動力伝達効率が低下する。

0008

一方、特許文献1のスピンドルにおいて軸受を取り除いた場合、軸受による回転抵抗は無くなる。しかしながら、この場合には、スピンドル主軸の軸心が定まらず、スピンドルとしての機能を発揮することができない。

0009

本発明の目的は、変速機において効率よく動力を伝達できる構成を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

本発明の一実施形態に係る変速機は、中心軸を中心として回転する太陽ローラと、前記太陽ローラの周囲に配置された複数の遊星転動体と、前記複数の遊星転動体を、相互に離れた状態に維持しつつ、自転可能かつ前記中心軸に対して公転可能に支持するキャリアと、前記太陽ローラの径方向において、前記中心軸に対して、前記遊星転動体の中心よりも外側に位置するインタナルリングと、前記インタナルリングを保持するケーシングと、前記中心軸を中心として前記キャリアとともに回転する軸体と、を有する。

0011

前記複数の遊星転動体は、前記太陽ローラの軸方向における一方側に位置する複数の第1の遊星転動体と、前記軸方向において前記複数の第1の遊星転動体よりも他方側に位置する複数の第2の遊星転動体と、を有する。前記キャリアは、前記複数の遊星転動体の公転とともに前記中心軸を中心として回転する。前記インタナルリングは、前記軸方向において前記複数の第1の遊星転動体と前記複数の第2の遊星転動体との間に位置し、かつ前記複数の第1の遊星転動体および前記複数の第2の遊星転動体に接触する中間リングと、前記複数の第1の遊星転動体および前記複数の第2の遊星転動体と前記太陽ローラとを互いに押圧させ、かつ前記複数の第1の遊星転動体および前記複数の第2の遊星転動体と前記中間リングとを互いに押圧させる押圧部と、を有する。前記複数の第1の遊星転動体および前記複数の第2の遊星転動体は、一つながりのキャリアで支持されている。

発明の効果

0012

本発明の一実施形態に係る変速機によれば、効率よく動力を伝達することができる。

図面の簡単な説明

0013

図1は、本発明の実施形態に係る変速機を備えた駆動ユニットの概略構成を示す図である。
図2は、図1のII-II線断面図である。
図3は、複数の第1の遊星転動体および複数の第2の遊星転動体を、軸方向における一方側から他方側に見た図である。
図4は複数の第1の遊星転動体および複数の第2の遊星転動体を、軸方向における一方側から他方側に見た場合の他の例を示す図である。
図5は、本発明の他の実施形態に係る変速機を備えた駆動ユニットの概略構成を示す図である。
図6は、遊星転動体の他の例を示す図である。
図7は、遊星転動体のその他の例を示す図である。

実施例

0014

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。なお、以下の説明において、単に「軸方向」と記載した場合は、太陽ローラの「軸方向」を意味し、単に「径方向」と記載した場合は、太陽ローラの「径方向」を意味し、単に「周方向」と記載した場合は、太陽ローラの「周方向」を意味する。また、単に「一方側」と記載した場合は、中間リングを基準として、太陽ローラの軸方向における複数の第1の遊星転動体側を意味し、単に「他方側」と記載した場合は、中間リングを基準として、太陽ローラの軸方向における複数の第2の遊星転動体側を意味する。

0015

(全体構成)
図1は、本発明の実施形態に係る変速機10を備えた駆動ユニット100の概略構成を示す図である。図2は、図1のII−II線断面図である。

0016

図1を参照して、駆動ユニット100は、変速機10とモータ50とを備える。まず、モータ50について説明する。なお、本実施形態に係る変速機10は、公知の種々のモータと組み合せて利用することができる。したがって、モータ50については簡単に説明する。

0017

モータ50は、アウターロータ型のモータである。本実施形態では、モータ50は、コアレスモータである。なお、図1においては、モータ50を簡略化して示している。モータ50は、ロータ51、整流子52、マグネット53、支持部材54、フレーム55、および蓋体56を備えている。

0018

詳細な説明は省略するが、ロータ51は、円筒状のコイルと、該コイルを保持するホルダとを含む。本実施形態では、変速機10の後述する太陽ローラ1が、ロータ51のホルダに固定される。すなわち、本実施形態では、太陽ローラ1が、モータ50の出力軸として用いられる。整流子52は、円筒形状を有する。本実施形態では、太陽ローラ1は、整流子52の内側を通って、ロータ51に固定されている。太陽ローラ1、ロータ51および整流子52は一体回転する。

0019

フレーム55は、軸方向に延びる筒状の収容部55aと、中空円板状の底部55bと、円筒状の突出部55cと、中空円板状の底部55dとを有する。底部55bは、収容部55aの軸方向における一端部から径方向内側に延びている。底部55bの直径は、変速機10の後述する支持部3cの直径よりも大きい。底部55bは、変速機10の後述する押圧部45の移動を規制する規制部として機能する。突出部55cは、底部55bの内周部から軸方向における一方側に向かって突出する。突出部55cは、変速機10の後述する支持部3cに挿入される。円筒部55cは、変速機10の後述する回転部材3を回転可能に支持する支持部として機能する。底部55dは、突出部55cの軸方向における一端部から径方向内側に延びている。本実施形態では、太陽ローラ1は、底部55dを貫通する。

0020

マグネット53は、ロータ51の内側において、支持部材54に固定されている。支持部材54は、蓋体56に固定されている。蓋体56は、フレーム55の軸方向における他端部に固定されている。これにより、マグネット53がフレーム55に固定されている。なお、図示は省略するが、モータ50に電流を供給するための導線等も、フレーム55内に適宜設けられている。

0021

次に、変速機10について説明する。変速機10は、太陽ローラ1、複数の第1の遊星転動体2a、複数の第2の遊星転動体2b、回転部材3、インタナルリング4、およびケーシング5を備えている。

0022

太陽ローラ1は、中心軸Cを中心として回転する。本実施形態では、太陽ローラ1は、モータ50の出力軸である。太陽ローラ1の外周面は、凹部1aおよび凹部1bを有する。図1および図2を参照して、凹部1aは、太陽ローラ1の外周面の全周に亘って延びている。図1を参照して、同様に、凹部1bは、太陽ローラ1の外周面の全周に亘って延びている。凹部1aと凹部1bとは、太陽ローラ1の軸方向において互いに離れている。本実施形態では、凹部1aは、軸方向において太陽ローラ1の一方側に位置する。太陽ローラ1の径方向から見た場合に、凹部1a,1bはそれぞれ、中心軸Cに向かって凹むように円弧状に湾曲する。言い換えると、中心軸Cを通りかつ軸方向に延びる太陽ローラ1の断面において、凹部1a,1bはそれぞれ、中心軸Cに向かって凹むように円弧状に湾曲する。

0023

図1および図2を参照して、複数の第1の遊星転動体2aは、太陽ローラ1の周囲に配置されている。図2を参照して、本実施形態では、3個の第1の遊星転動体2aが太陽ローラ1の周囲に配置されている。図1を参照して、複数の第2の遊星転動体2bは、太陽ローラ1の周囲に配置されている。本実施形態では、第1の遊星転動体2aと同様に、3個の第2の遊星転動体2bが太陽ローラ1の周囲に配置されている。

0024

複数の第1の遊星転動体2aはそれぞれ、中心軸Cに対して平行な第1自転軸R1を中心として自転可能である。また、複数の第2の遊星転動体2bはそれぞれ、中心軸Cに対して平行な第2自転軸R2を中心として自転可能である。複数の第1の遊星転動体2aはそれぞれ、第1自転軸R1に垂直な断面において円形状を有する。同様に、複数の第2の遊星転動体2bはそれぞれ、第2自転軸R2に垂直な断面において円形状を有する。本実施形態では、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bはそれぞれ、球体である。複数の第1の遊星転動体2aの直径および複数の第2の遊星転動体2bの直径は互いに等しい。

0025

本実施形態では、複数の第1の遊星転動体2aと複数の第2の遊星転動体2bとのうち、複数の第1の遊星転動体2aが軸方向において一方側に位置し、複数の第2の遊星転動体2bが軸方向において他方側に位置する。軸方向における複数の第1の遊星転動体2aの位置は互いに等しく、軸方向における複数の第2の遊星転動体2bの位置は互いに等しい。複数の第1の遊星転動体2aは、凹部1aにおいて太陽ローラ1に接触し、複数の第2の遊星転動体2bは、凹部1bにおいて太陽ローラ1に接触する。本実施形態では、複数の第1の遊星転動体2aはそれぞれ、第1自転軸R1に垂直な断面の直径が最大となる部分(以下、第1の遊星転動体2aの最大径部という。)において凹部1aに接触する。また、複数の第2の遊星転動体2bはそれぞれ、第2自転軸R2に垂直な断面の直径が最大となる部分(以下、第2の遊星転動体2bの最大径部という。)において凹部1bに接触する。図1に示した第1の遊星転動体2aでは、軸方向における中央部が最大径部である。また、図1に示した第2の遊星転動体2bでは、軸方向における中央部が最大径部である。

0026

回転部材3は、中空状のキャリア3aと、中実状の軸体3bと、円筒状の支持部3cとを有する。軸方向において、軸体3bはキャリア3aの一方側に位置し、支持部3cはキャリア3aの他方側に位置する。

0027

キャリア3a、軸体3bおよび支持部3cはそれぞれ、中心軸Cを中心として回転可能である。本実施形態では、キャリア3a、軸体3bおよび支持部3cは一体である。したがって、軸体3bおよび支持部3cは、中心軸Cを中心として、キャリア3aとともに回転する。

0028

キャリア3aは、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bを、相互に離れた状態に維持して支持する。また、キャリア3aは、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bを、自転可能かつ中心軸Cに対して公転可能に支持する。本実施形態では、第1の遊星転動体2aは、第1自転軸R1を中心として自転しつつ、中心軸Cに対して公転する。また、第2の遊星転動体2bは、第2自転軸R2を中心として自転しつつ、中心軸Cに対して公転する。以下、キャリア3aについて具体的に説明する。

0029

図1および図2を参照して、キャリア3aは、その軸心上に、挿入穴31を有する。挿入穴31には、太陽ローラ1が回転可能に挿入されている。

0030

図1を参照して、キャリア3aは、複数の第1の遊星転動体2aを収容する複数の収容部32a、および複数の第2の遊星転動体2bを収容する複数の収容部32bを有する。複数の収容部32aと複数の収容部32bとのうち、複数の収容部32aが軸方向において一方側に位置し、複数の収容部32bが軸方向において他方側に位置する。

0031

図1および図2を参照して、収容部32aは、キャリア3aを径方向に貫通し、キャリア3aの内周面および外周面にそれぞれ開口部を有する。収容部32aに収容された第1の遊星転動体2aは、前記内周面側の開口部から径方向内側に突出し、かつ前記外周面側の開口部から径方向外側に突出する。第1の遊星転動体2aのうち、前記径方向内側に突出した部分が太陽ローラ1に接触し、前記径方向外側に突出した部分がインタナルリング4に接触する。本実施形態では、上述したように、第1の遊星転動体2aのうち前記径方向内側に突出した部分は、太陽ローラ1の凹部1aに接触する。第1の遊星転動体2aとインタナルリング4との接触については後述する。

0032

図2を参照して、複数の収容部32aは、周方向において一定間隔で配置されている。これにより、複数の第1の遊星転動体2aは、周方向において一定間隔でキャリア3aに支持されている。本実施形態では、3つの収容部32aが、周方向に120°間隔で配置されている。これにより、3つの第1の遊星転動体2aが、周方向に120°間隔でキャリア3aに支持されている。

0033

図1を参照して、収容部32aと同様に、収容部32bは、キャリア3aを径方向に貫通し、キャリア3aの内周面および外周面にそれぞれ開口部を有する。収容部32bに収容された第2の遊星転動体2bは、前記内周面側の開口部から径方向内側に突出し、かつ前記外周面側の開口部から径方向外側に突出する。第2の遊星転動体2bのうち、前記径方向内側に突出した部分が太陽ローラ1に接触し、前記径方向外側に突出した部分がインタナルリング4に接触する。本実施形態では、上述したように、第2の遊星転動体2bのうち前記径方向内側に突出した部分は、太陽ローラ1の凹部1bに接触する。第2の遊星転動体2bとインタナルリング4との接触については後述する。

0034

図示は省略するが、複数の収容部32aと同様に、複数の収容部32bは、周方向において一定間隔で配置されている。これにより、複数の第2の遊星転動体2bも、周方向において一定間隔でキャリア3aに支持されている。本実施形態では、3つの収容部32bが、周方向に120°間隔で配置されている。これにより、3つの第2の遊星転動体2bが、周方向に120°間隔でキャリア3aに支持されている。

0035

本実施形態では、複数の第1の遊星転動体2aは、キャリア3aに対して周方向に移動することを規制された状態(すなわち、周方向において第1の遊星転動体2aとキャリア3aとが相対的に移動することが規制された状態)で、キャリア3aに支持されている。同様に、複数の第2の遊星転動体2bは、キャリア3aに対して周方向に移動することを規制された状態(すなわち、周方向において第2の遊星転動体2bとキャリア3aとが相対的に移動することが規制された状態)で、キャリア3aに支持されている。したがって、キャリア3aは、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bの公転とともに、中心軸Cを中心として回転する。本実施形態では、キャリア3aは、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bの公転に従って、中心軸Cを中心として回転する。

0036

なお、キャリア3aは、一つながりの部材である。言い換えると、キャリア3aのうち、複数の第1の遊星転動体2aを支持する部分と、複数の第2の遊星転動体2bを支持する部分とは、一体である。したがって、複数の第1の遊星転動体2aと複数の第2の遊星転動体2bとは、同時に公転する。

0037

図3は、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bを、軸方向における一方側から他方側に見た図である。なお、図3においては、中心軸Cの位置を一点鎖線で示している。さらに、図3においては、第1の遊星転動体2aが公転する際の、該第1の遊星転動体2aの中心(第1自転軸R1)の軌道Oを二点鎖線で示している。なお、図示は省略するが、第2の遊星転動体2bが公転する際の、該第2の遊星転動体2bの中心(第2自転軸R2)の軌道は、前記一方側から前記他方側に見た場合に、軌道Oに一致する。

0038

図3を参照して、本実施形態では、軸方向における一方側から他方側を見た場合に、第1の遊星転動体2aの中心位置と第2の遊星転動体2bの中心位置とが重なる。言い換えると、軸方向における一方側から他方側を見た場合に、周方向において、複数の第1の遊星転動体2aの位置と複数の第2の遊星転動体2bの位置とが一致する。

0039

径方向において、中心軸Cと各第1の遊星転動体2aの中心(第1自転軸R1)との距離および中心軸Cと各第2の遊星転動体2bの中心(第2自転軸R2)との距離は、互いに等しい。言い換えると、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bが公転する際に、該第1の遊星転動体2aの中心(第1自転軸R1)の軌道Oの直径と、第2の遊星転動体2bの中心(第2自転軸R2)の軌道の直径とは、等しい。

0040

なお、図4に示すように、軸方向における一方側から他方側を見た場合に、複数の第1の遊星転動体2aの位置と複数の第2の遊星転動体2bとが、周方向にずれていてもよい。具体的には、例えば、複数の第1の遊星転動体2aの位置と、複数の第2の遊星転動体2bの位置とが、周方向に60°ずれていてもよい。

0041

図1を参照して、軸体3bは、キャリア3aから軸方向における一方側に向かって延びている。円筒状の支持部3cは、キャリア3aから軸方向における他方側に向かって延びている。支持部3cの内周面の直径は、挿入穴31の直径よりも大きい。支持部3c内に、モータ50のフレーム55の突出部55cが挿入されている。本実施形態では、支持部3cは、突出部55cによって回転可能に支持されている。

0042

インタナルリング4は、径方向において、中心軸Cに対して、第1の遊星転動体2aの中心および第2の遊星転動体2bの中心よりも外側に位置する。インタナルリング4は、ケーシング5に保持されている。インタナルリング4は、中間リング40、第1リング部41、第2リング部42、および押圧部45を有する。中間リング40および第1リング部41は、複数の第1の遊星転動体2aに接触し、中間リング40および第2リング部42は、複数の第2の遊星転動体2bに接触する。

0043

図1および図2を参照して、第1リング部41は、軸方向において複数の第1の遊星転動体2aの一方側に位置する。第1リング部41は、太陽ローラ1と同軸状に配置されている。第1リング部41は、該第1リング部41の全周に亘って環状に延びる傾斜面41aを有する。傾斜面41aは、軸方向に対して垂直な断面において、円形状を有する。図1を参照して、前記垂直な断面における傾斜面41aの直径は、軸方向における一方側から他方側に向かって漸次拡大する。言い換えると、傾斜面41aは、軸方向における他方側に傾いている。本実施形態では、傾斜面41aは、第1の遊星転動体2aとの接触点において、第1の遊星転動体2aの接線方向に延びる母線を有する円錐台の一部である。傾斜面41aは、複数の第1の遊星転動体2aに対向する。傾斜面41aは、複数の第1の遊星転動体2aに接触する。本実施形態では、傾斜面41aは、中心軸Cを通りかつ軸方向に延びる断面(図1に示す断面)において直線状に延びている。なお、傾斜面41aは、図1に示す断面において湾曲していてもよい。例えば、傾斜面41aは、後述する図7の傾斜面46aと同様に、円弧状に湾曲した曲面であってもよい。

0044

図1を参照して、第2リング部42は、軸方向において複数の第2の遊星転動体2bの他方側に位置する。第2リング部42は、太陽ローラ1と同軸状に配置されている。第2リング部42は、該第2リング部42の全周に亘って環状に延びる傾斜面42aを有する。傾斜面42aは、軸方向に対して垂直な断面において、円形状を有する。前記垂直な断面における傾斜面42aの直径は、軸方向における他方側から一方側に向かって漸次拡大する。言い換えると、傾斜面42aは、軸方向における一方側に傾いている。本実施形態では、傾斜面42aは、第2の遊星転動体2bとの接触点において、第2の遊星転動体2bの接線方向に延びる母線を有する円錐台の一部である。傾斜面42aは、複数の第2の遊星転動体2bに対向する。傾斜面42aは、複数の第2の遊星転動体2bに接触する。本実施形態では、傾斜面42aは、図1に示す断面において直線状に延びている。なお、傾斜面42aも傾斜面41aと同様に、図1に示す断面において湾曲していてもよい。

0045

中間リング40は、軸方向において、複数の第1の遊星転動体2aと複数の第2の遊星転動体2bとの間に位置し、かつ複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bに接触する。本実施形態では、中間リング40は、第3リング部43および第4リング部44を有する。中間リング40(第3リング部43および第4リング部44)は、太陽ローラ1と同軸状に配置されている。

0046

第3リング部43は、軸方向において、複数の第1の遊星転動体2aの他方側に位置し、かつ第4リング部44の一方側に位置する。第3リング部43は、該第3リング部43の全周に亘って環状に延びる傾斜面43aを有する。傾斜面43aは、軸方向に対して垂直な断面において、円形状を有する。前記垂直な断面における傾斜面43aの直径は、軸方向における他方側から一方側に向かって漸次拡大する。言い換えると、傾斜面43aは、軸方向における一方側に傾いている。本実施形態では、傾斜面43aは、第1の遊星転動体2aとの接触点において、第1の遊星転動体2aの接線方向に延びる母線を有する円錐台の一部である。傾斜面43aは、複数の第1の遊星転動体2aに対向する。傾斜面43aは、複数の第1の遊星転動体2aに接触する。本実施形態では、傾斜面43aは、図1に示す断面において直線状に延びている。なお、傾斜面43aも傾斜面41aと同様に、図1に示す断面において湾曲していてもよい。

0047

第4リング部44は、軸方向において、複数の第2の遊星転動体2bの一方側に位置し、かつ第3リング部43の他方側に位置する。第4リング部44は、該第4リング部44の全周に亘って環状に延びる傾斜面44aを有する。傾斜面44aは、軸方向に対して垂直な断面において、円形状を有する。前記垂直な断面における傾斜面44aの直径は、軸方向における一方側から他方側に向かって漸次拡大する。言い換えると、傾斜面44aは、軸方向における他方側に傾いている。本実施形態では、傾斜面44aは、第2の遊星転動体2bとの接触点において、第2の遊星転動体2bの接線方向に延びる母線を有する円錐台の一部である。傾斜面44aは、複数の第2の遊星転動体2bに対向する。傾斜面44aは、複数の第2の遊星転動体2bに接触する。本実施形態では、傾斜面44aは、図1に示す断面において直線状に延びている。なお、傾斜面44aも傾斜面41aと同様に、図1に示す断面において湾曲していてもよい。

0048

なお、本実施形態では、第3リング部43と第4リング部44とは別個の部材である。しかしながら、第3リング部43と第4リング部44とが一つながりの部材であってもよい。すなわち、第3リング部43と第4リング部44とは、一体成形された一つの部材であってもよい。

0049

押圧部45は、軸方向において、第2リング部42の他方側に位置する。押圧部45として、例えば、弾性部材を用いることができる。本実施形態では、押圧部45として、コイルスプリングが用いられる。押圧部45は、太陽ローラ1およびキャリア3aと同軸状に配置されている。

0050

押圧部45は、軸方向における他方側から第2リング部42に接触して、該第2リング部42を軸方向における一方側に押圧する。本実施形態では、モータ50のフレーム55の底部55bは、軸方向において押圧部45の他方側に位置する。具体的には、底部55bは、押圧部45の軸方向における他方側の端部を支持する。これにより、押圧部45の軸方向における他方側への移動が規制されている。

0051

押圧部45は、複数の第1の遊星転動体2aと中間リング40とを互いに押圧させ、かつ複数の第2の遊星転動体2bと中間リング40とを互いに押圧させる。また、押圧部45は、複数の第1の遊星転動体2aと太陽ローラ1とを互いに押圧させ、かつ複数の第2の遊星転動体2bと太陽ローラ1とを互いに押圧させる。さらに、押圧部45は、複数の第1の遊星転動体2aと第1リング部41とを互いに押圧させ、複数の第2の遊星転動体2bと第2リング部42とを互いに押圧させる。以下、太陽ローラ1、複数の第1の遊星転動体2a、複数の第2の遊星転動体2b、およびインタナルリング4の関係について具体的に説明する。

0052

本実施形態では、押圧部45によって第2リング部42が軸方向における一方側に押圧されることによって、複数の第2の遊星転動体2bが前記一方側および径方向内側に押圧される。複数の第2の遊星転動体2bが前記一方側に押圧されることによって、中間リング40が前記一方側に押圧される。中間リング40が前記一方側に押圧されることによって、複数の第1の遊星転動体2aが前記一方側および径方向内側に押圧される。複数の第1の遊星転動体2aが前記一方側に押圧されることによって、第1リング部41が前記一方側に押圧される。なお、第1リング部41の前記一方側への移動は、ケーシング5の後述する規制部5bによって規制されている。

0053

上述したように、第2リング部42は、傾斜面42aにおいて複数の第2の遊星転動体2bに接触する。これにより、傾斜面42aから各第2の遊星転動体2bに対して法線力が作用する。また、中間リング40は、傾斜面44aにおいて複数の第2の遊星転動体2bに接触する。これにより、傾斜面44aから各第2の遊星転動体2bに対して法線力が作用する。これらの結果、複数の第2の遊星転動体2bを太陽ローラ1に向かって十分な力で押圧することができる。これにより、太陽ローラ1と複数の第2の遊星転動体2bとの間で、効率よく動力を伝達することができる。

0054

また、中間リング40は、傾斜面43aにおいて複数の第1の遊星転動体2aに接触する。これにより、傾斜面43aから各第1の遊星転動体2aに対して法線力が作用する。また、第1リング部41は、傾斜面41aにおいて複数の第1の遊星転動体2aに接触する。これにより、傾斜面41aから各第1の遊星転動体2aに対して法線力が作用する。これらの結果、複数の第1の遊星転動体2aを太陽ローラ1に向かって十分な力で押圧することができる。これにより、太陽ローラ1と複数の第1の遊星転動体2aとの間で、効率よく動力を伝達することができる。

0055

ケーシング5は、軸方向に延びる筒状部5aと、筒状部5aの軸方向における一端部から径方向内側に延びる中空略円板状の規制部5bと、規制部5bの内周部から軸方向における一方側に向かって突出する円筒状の支持部5cとを有する。

0056

筒状部5a内には、太陽ローラ1、複数の第1の遊星転動体2a、複数の第2の遊星転動体2b、回転部材3のキャリア3a、およびインタナルリング4が収容されている。なお、本実施形態では、太陽ローラ1の一部は、筒状部5aから軸方向における他方側へ突出する。筒状部5aの軸方向における他方側は、モータ50のフレーム55に固定されている。

0057

筒状部5aの内周面には、中間リング40、第1リング部41、および第2リング部42が取り付けられている。本実施形態では、中間リング40、第1リング部41、および第2リング部42は、軸方向への移動が可能で、かつ筒状部5aに対して該筒状部5aの周方向への移動が規制された状態で、筒状部5aに取り付けられている。

0058

上述したように、本実施形態では、中間リング40、第1リング部41、および第2リング部42の前記周方向への移動が規制されている。これにより、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bを、中心軸Cに対して円滑に公転させることができる。

0059

規制部5bは、上述したように、第1リング部41の軸方向の一方側への移動を規制する。支持部5cは、軸体3bを回転可能に支持する。なお、図示は省略するが、軸体3bと支持部5cとの間には、例えば、Oリングを設けてもよい。この場合、Oリングの摩擦抵抗によって、回転部材3が停止したとき、または回転部材3に外部から力が作用したときに、バックラッシを抑制することができる。

0060

上記の駆動ユニット100では、モータ50の駆動力によって太陽ローラ1が回転すると、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bは、自転しつつ、中心軸Cに対して公転する。複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bが公転することによって、キャリア3aが中心軸Cを中心として回転する。これにより、軸体3bが中心軸Cを中心として回転する。このようにして、太陽ローラ1の回転が減速して軸体3bに伝達される。

0061

ここで、変速機10において、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bは、インタナルリング4の押圧部45によって太陽ローラ1に向けて押圧されている。また、変速機10は、複数の第1の遊星転動体2aと複数の第2の遊星転動体2bとの間に中間リング40を有する。この中間リング40によって、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bの軸方向における位置が規制されている。これにより、太陽ローラ1が回転する際に、複数の第1の遊星転動体2aと太陽ローラ1との接触状態および複数の第2の遊星転動体2bと太陽ローラ1との接触状態を維持することができる。これにより、太陽ローラ1から軸体3bへ効率よく動力(回転)を伝達することができる。

0062

また、変速機10では、複数の第1の遊星転動体2aと複数の第2の遊星転動体2bとが軸方向において異なる位置に配置されている。この場合、動力を伝達するために設けられた複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bを、太陽ローラ1を回転可能に支持するための軸受として利用することができる。これにより、太陽ローラ1を支持するための軸受を、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bとは別に設ける場合に比べて、軸受が省略できるので、太陽ローラ1と軸体3bとの間で伝達される動力の損失を低減することができる。その結果、太陽ローラ1と軸体3bとの間で、効率よく動力を伝達することが可能になる。また、軸受を別に設ける必要がないので、変速機10を小型に構成できる。特に、本実施形態では、複数の第1の遊星転動体2aは、凹部1aにおいて太陽ローラ1に接触し、複数の第2の遊星転動体2bは、凹部1bにおいて太陽ローラ1に接触している。これにより、軸方向にも径方向にも、太陽ローラ1を位置決めすることができる。

0063

また、変速機10では、複数の第1の遊星転動体2aと複数の第2の遊星転動体2bとによって、太陽ローラ1から軸体3bへ動力を伝達できる。この場合、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bのうちのいずれか一方のみによって動力を伝達する場合に比べて、太陽ローラ1から軸体3bへの動力の伝達能力倍増できる。これにより、駆動ユニット100の容量を十分に向上させることができる。

0064

また、変速機10では、第1の遊星転動体2aは、凹部1aにおいて太陽ローラ1に接触し、第2の遊星転動体2bは、凹部1bにおいて太陽ローラ1に接触する。この場合、第1の遊星転動体2aと太陽ローラ1との接触面積および第2の遊星転動体2bと太陽ローラ1との接触面積を大きくすることができる。これにより、第1の遊星転動体2aと太陽ローラ1との接触部および第2の遊星転動体2bと太陽ローラ1との接触部において、局所的に大きな応力が発生することを抑制できる。その結果、太陽ローラ1、第1の遊星転動体2aおよび第2の遊星転動体2bの損傷を抑制できる。

0065

また、変速機10では、中間リング40、第1リング部41および第2リング部42の軸方向における位置は、規制部5bによって規制されている。これにより、複数の第1の遊星転動体2aおよび複数の第2の遊星転動体2bが位置決めされる。その結果、太陽ローラ1の軸方向への移動が規制される。これにより、太陽ローラ1の位置決めが容易になる。

0066

また、変速機10では、複数の第1の遊星転動体2aはそれぞれ、最大径部において、凹部1aに接触している。これにより、複数の第1の遊星転動体2aを、太陽ローラ1に向かってより適切に押し付けることができる。その結果、太陽ローラ1と複数の第1の遊星転動体2aとの間で、効率よく動力を伝達することができる。複数の第2の遊星転動体2bと凹部1bとの関係についても同様である。

0067

(他の実施形態)
図5は、本発明の他の実施形態に係る変速機10aを備えた駆動ユニット100aの概略構成を示す図である。駆動ユニット100aが上述の駆動ユニット100と異なるのは、変速機10の代わりに変速機10aを備えている点、およびモータ50の代わりにモータ60を備えている点である。

0068

変速機10aが上述の変速機10と異なるのは、上述の太陽ローラ1の代わりに太陽ローラ11を有する点および上述のケーシング5の代わりにケーシング15を有する点である。太陽ローラ11は、軸方向における長さが太陽ローラ1よりも短い点を除いて、太陽ローラ1と同様の構成を有する。なお、ケーシングの形状は、モータの構成に応じて適宜変更できるので、ケーシング15の詳細な説明は省略する。

0069

モータ60の構成としては、公知の種々のモータの構成を利用することができるので詳細な説明は省略するが、モータ60は、ステータ60aおよびロータ60bを備えている。ステータ60aは、ケーシング15の外周面に固定されている。ロータ60bは、有底円筒状のヨーク60cと、ヨーク60cの内周面に固定された円筒状のマグネット60dとを有する。ロータ60bは、ステータ60aの外周を覆うように配置されている。太陽ローラ11は、ヨーク60cに固定されている。したがって、太陽ローラ11は、ロータ60bと一体回転する。

0070

本実施形態に係る駆動ユニット100aでは、モータ60の駆動力によって太陽ローラ11が回転すると、上述の駆動ユニット100と同様に、太陽ローラ11の回転が減速して軸体3bに伝達される。ここで、本実施形態では、ステータ60aがケーシング15の外周面に設けられているので、駆動ユニット100aの径方向における寸法は、駆動ユニット100の径方向における寸法よりも大きい。しかし、駆動ユニット100aの軸方向における寸法を、駆動ユニット100の軸方向における寸法よりも小さくすることができる。

0071

(その他の実施形態)
上述の実施形態では、太陽ローラがモータの出力軸として用いられる場合について説明したが、太陽ローラとモータの出力軸とは、一体でもよく、別体でもよい。すなわち、太陽ローラとは別に、モータが出力軸を有していてもよい。この場合、太陽ローラとモータの出力軸とが固定され、太陽ローラは、モータの出力軸と一体回転する。

0072

上述の実施形態では、モータが太陽ローラを回転駆動する場合について説明したが、モータが軸体3bを回転駆動してもよい。この場合、軸体3bの回転は、増速して、太陽ローラ1または太陽ローラ11に伝達される。すなわち、変速機は、増速機として機能する。なお、変速機を増速機として利用する場合、軸体3bとモータの出力軸とは、一体でもよく、別体でもよい。すなわち、軸体3bがモータの出力軸として用いられてもよく、軸体3bとは別に、モータが出力軸を有していてもよい。軸体3bとモータの出力軸とが別体の場合、軸体3bとモータの出力軸とが固定され、軸体3bは、モータの出力軸と一体回転する。

0073

また、上述の実施形態では、第1の遊星転動体2aおよび第2の遊星転動体2bがそれぞれ球体である場合について説明したが、遊星転動体の形状は上述の例に限定されない。具体的には、遊星転動体は、中心軸Cの周囲において自転でき、かつ中心軸Cに対して公転できる形状であればよい。したがって、例えば、第1の遊星転動体2aの代わりに、図6に示すような、円柱状の遊星転動体2cを用いてもよい。なお、詳細な説明は省略するが、傾斜面41a,43aによって、遊星転動体2cを太陽ローラ12の軸方向および径方向内側に向かって押圧できるように、遊星転動体2cの外形(より具体的には、軸方向における両端部の形状)、第1リング部材41の寸法・位置、および第3リング部材43の寸法・位置等は適宜調整される。また、詳細な説明は省略するが、太陽ローラ12の外周面は、太陽ローラ1の外周面と同様に、遊星転動体2cが嵌まる凹部を有している。図示は省略するが、同様に、第2の遊星転動体2bの代わりに、遊星転動体2cを用いてもよい。

0074

なお、円柱状の遊星転動体には、軸方向における中央部の直径が両端部の直径よりも大きい、いわゆる樽型の遊星転動体が含まれる。したがって、例えば、第1の遊星転動体2aの代わりに、図7に示すような遊星転動体2dを用いてもよい。なお、詳細な説明は省略するが、遊星転動体2dを太陽ローラ13の軸方向および径方向内側に向かって押圧できるように、第1リング部材46の寸法・位置、傾斜面46aの形状、第3リング部材47の寸法・位置、および傾斜面47aの形状等は適宜調整される。また、詳細な説明は省略するが、太陽ローラ13の外周面は、太陽ローラ1の外周面と同様に、遊星転動体2dが嵌まる凹部を有している。図示は省略するが、同様に、第2の遊星転動体2bの代わりに、遊星転動体2dを用いてもよい。

0075

上述の実施形態では、複数の遊星転動体を軸方向において2列に並べた場合について説明したが、複数の遊星転動体が軸方向において3列以上に並べられてもよい。また、上述の実施形態では、上記の各列において、中心軸Cの周囲に3個の遊星転動体を配置する場合について説明したが、4個以上の遊星転動体を配置してもよい。

0076

本発明は、変速機およびそれを備えた駆動ユニットに利用可能である。

0077

1,11,12,13太陽ローラ
2a 第1の遊星転動体
2b 第2の遊星転動体
3回転部材
3aキャリア
3b軸体
4インタナルリング
41 第1リング部
42 第2リング部
43 第3リング部
44 第4リング部
5ケーシング
10,10a変速機
50,60モータ
100,100a駆動ユニット
C中心軸
R1 第1自転軸
R2 第2自転軸

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